автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Изучение влияния термической и деформационной обработки на деструкцию конструкционной стали с целью повышения эксплуатационных свойств изделий
Автореферат диссертации по теме "Изучение влияния термической и деформационной обработки на деструкцию конструкционной стали с целью повышения эксплуатационных свойств изделий"
МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
На правах рукописи
Тронаа Елена Ивановна
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ И ДЕФОРМАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ НА ДЕСТРУКЦИЮ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ - ИЗДЕЛИИ
Специальность 05.02.01 - Материаловедение '
в цашиностроении
А Й'Т'О РЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва - 1992 г.
Работа выполнена в Московском институте приборостроения
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Б.А.Прусаков
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор В.Ф.Терентьев
кандидат технических наук, с.н.с. И.А.Липяико
Ведущее предприятие: НПО "Машиностроитель", г. Москва
Защита диссертации состоится "_11 _199 г.
в _ часов на заседании специализированного совета
К 063.93.01 в Московской институте приборостроения по адресу: 107846, Москва, ул. Стромынка, 20.
Автореферат-разослан "_" _199 г.
Ученый секретарь специализированного совета
кандидат технических наук, доцент ./А.П.Дальская
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы» В настоящее время проблема обеспечения конструкционной прочности теоно увязывается с возникновением и развитием микроповревдений, поскольку именно они, в конечной счете, формируют закономерности макроразрупения изделий. В связи с этим особое значение имеет прогнозирование процессов пластической деформация и разрушения.
К многочисленным задачам такого рода моаио отнести про-•блемы, связанные, например, о повышением износостойкости изделий, или с неразрушающим контроле«. Существует множество деталей; работающих в условиях знакопеременного нагрунения в области упругих или небольших остаточных деформаций, износ которых является причиной отказов изделий. Примером может слу-аить втулка шарнирно-болтового соединения шасси самолета. В ' то же время методы неразруаающего контроля ориентируются такге на упругие или незначительные пластические деформации. В качестве примера можно привести емкости, испытываемые внутренним давлением, в которых, как правило, не допускаются ми-крорвзруаения и остаточные деформации на ранних стадиях нарушения. Таким образом, проблема оценки ышсроразрушений на ранних стадиях нагруиеяия, изучение закономерностей их развития и создание способов обработки материалов, препятствующих их развитию и в конечной счете повышающих конструкционную прочность изделий, является весьма актуальной. .
Цель работы. Цель настоящей работы состоит в изучении'закономерностей деструкции стали в зависимости от состава и спо-'соба обработки, изысками физического способа определения точки деструкции и разработке на их основе способов упрочнения, . тормозящих развитие деструкциоиных процессов а материале. ■ Для достиасения поставленной цели были решены следующие задачи:
-изучить влияние углерода, марганца, кремния и аллюми-ния, а такие термической обработки, холодной пластической деформации и мвлоциклового нагруаения на развитие деструкции стали; ' - изучить закономерности никропластических деформаций, приводящих к деструкции;
-разработать способы оценки деструкционных свойств по измерению дефекта модуля упругости, внутреннего трения и сигналов акустической эмиссии;
-создать способы упрочнения изделий, тормозящие развитие деструкционных процессов в материале. Научная новизна. Показано, что химический состав, холодная пластическая деформация и термическая обработка оказывают существенное влияние на развитие процессов деструкции встали.
Установлено, что малоцикловое нагрукение, по-разному сочетающее деформацию растякенкеы и сжатием, может привести к частичному восстановлению пластичности холоднодеформирован-ной стали или даке. к росту ее по сравнению с отогшенныи со' стоянием.
Показано, что процессы деструкции протекают в стали даже при малых степенях пластической деформации.
-Установлено, что процессы деструкции влияют на закономерности изменения модуля упругости, внутреннего трения и сигналов акустической эмиссии.
Практическая ценность. Разработаны технологичные к не-разрушающие методы определения точки деструкции по измерению дефекта модуля упругости, внутреннего трения и сигналов акустической эмиссии.
Разработан метод упрочняющей обработки втулки шарнир-но-болтового соединения шасси самолета, состоящий в ХПД растяжением на. стадии деформационного упрочнения, а' затем сжатием до степеней дефориации, соответствующих первой стадии деструкции при скати. Обработанные по этой схема изделия превосходят штатные не менее, чей на 15 JJ.no остаточной деформации. . •
Разработан метод неразрушающего контроля, состоящий в нагрусении баллонов внутренним давлением. Установленная корреляционная связь между точкой деструкции и сигналами.А^, фиксируемыми в упругой области, позволила проводить стопроцентный неразрушающий.контроль изделий.
• Реализация результатов работы. Разработанный способ но-разрушавдего контроля внедрен на НПО "Машиностроитель".
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались:
-на научном семинаре "Материаловедение в машиностроении", ШП, 1991 год;
ттна научном семинаре "Материаловедение в машинострое^' нии", МИЛ, 1992 год.
' Публикации.Основное содержание работы опубликовано в .шести научных трудах.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения,' • шести глав, общих выводов, списка литературы ( наименований), приложения и содержит страниц машинописного текста с иллюстрациями.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ'
Во введении кратко сформулирована проблема исследования и пути ее решения.
В первой главе представлен обзор литературы, посвященной пластически-деструкционному анализу (ИДА). Приводится дест-рукционная диаграмма растяжения технического яелеза, построенная Л.Н.Рыбаковой, представляющая собой зависимость истинных напряжений (S ) от истинных деформаций (£?/у,х). Из совместного решения уравнений, которые дают теория деформационного упрочнения Тейлора Я и теория пластической деформации € - (Су ■ следует, что она должна быть линейной (сС - коэффициент, зависящий о'т природы металла, & - модуль сдвига, & - длина свободного пробега дислокаций, $ - вектор Бюргерса). На практика она является ломаной прямой, состоящей из двух или трех участков, навдый из которых соответствует определенной стадии процесса деформирования. На первой стадии деформация имеет дислокационный механизм и "чисто" пластический характер, протекая практически без образования не-.оплошностей, Деформация на второй стадии является суммой пластической деформации и дзотрукционной, обусловленной образованием в объема тела микроповреадений. На третьей стадии происходит интенсивное развитие деструкции, приводящее' к возникновению и распространению магистральной трещины. Весьма часто вторая и третья стсдии сливаются и перегиб ( второй ) на деструк-ционной диаграмме отсутствует.
Показано, что накопление поврежденности, приводящее к качественным изменении при пластическом течении металла и находящее свое отражение, в частности, в стадийном характере диаграмм S - е было зафиксировано в других поликристаллических материалах (¡Vi , Ji£ , Си , сталь).
Проанализированы методы, применявшиеся для изучения мик-роповрежденности в более ранних работах и показано, что измерение дефекта модуля упругости, внутреннего трения и сигналов акустической эмиссии (A3) моасет быть эффективно при исследовании деструкции.
На основании имеющихся литературных данных сформулированы цель и задачи исследования.
Во второй главе обоснован выбор материала для исследования и описаны методы, использованные в работе.
В качестве основного материала для изучения деструкции выбрана углеродистая сталь 30 (ГОСТ 1050-74).
Изучение влияния химического состава проводилось на сталях системы б »/V/t, С - А/л - Л' , С - . Параллельно при необходимости изучали стали 10, 20, 35, 50, 60 и У8, а при отработке замера модуля упругости сталь ХВГ.
Исследование деструкционных свойств углеродистых сталей проводилось с применением следующих методик:
1.Метод механических испытаний на .стандартных образцах.
2.Метод прецизионного измерения плотности.
3.Методы измерения дефекта модуля упругости и внутреннего трения. 1 '
4.Метод измерения сигналов акустической эмиссии. .
5.Металлографический метод.
Механические испытания на растяноние и сжатие проводились на 10-тонной машине НИКШШ'в с использованием цилиндрических образцов диаметром.5 ым в соответствии с ГОСТ 1497-73.
Измерение модуля упругости и логарифмического декре,мен- • та затухания, по которому рассчитывается внутреннее трёнис, осуществлялось на приборе "Элвстомат"., изготовленном институтом д-ра ферстера (ФРГ).
Для измерения сигналов акустической эмиссии был использован комплекс аппаратуры, основными элементами которого яв-т .
ляются акусткко-эмиссионный прибор АП-12Э и анализатор импульсов АИ-256-б. '
Металлографические исследования били выполнены на микроскопе "Неофот-21", а подсчет количестза трещин к полос скольжения по длине образца на приборе "Эпиквант" ь автоматическом реькме при увеличении в пятьсот раз.
Плотность исследованных материалов определялась методом гидростатического взвешивания. В качестве рабочее! кидкости был выбран тетрабромэтан.
Математическую обработку экспериментальных данных проводили по методу трансцендентной регрессии с последующим регрессионным анализом полученных уравнений.
В методической разделе представлен таг.ле способ упрощенного построения деструкционных диаграмм, основание! на принципе сохранения объема при деформировании до точки 3 на диаграмма растяжения.
В третьей главо представлены результат исследований по влиянию химического состава- и способа обработки на развитие процессов деструкции в стали. Показано,-что изменяя содержание таких элементов, как Л" и М/с монно управлять склонностью стали к трецинообрэзовани»,1Ш1, другими словами, влиять на характеристики деструкции ¿Ь и ( - напряжение деструкции, <?л - деформация деструкции, то есть координаты точки -й ), ' •
Установлено, что существенно влияют на деструкционные свойства термическая обработка и холодная пластическая деформация прокаткой и штамповкой. При этом происходит не только изменение характеристик деструкции, но также и вида деструкционных диаграмм, ю есть углов наклона отрезков прямых и Д . Так например, отпуск закаленной стали 30 приводит к смещения точки деструкции в сторону больших деформаций деструкции. Холодная пластическая деформация повышает напряжение и снижает деформацию деструкции.
Неоднозначно влияем на деструкционные свойства малоцикло-вов нвгрулшие, которое осуществлялось по четырем схемам, по-разному сочетающий деформацию растяжением и сзатнем. Максимальная степень деформации, предшествующей испытанию растяжением
шги скатием, составляла 23 $ (предварительное растяжение) и 13 Чо (предварительное свдтие).
При испытании по схемам растяжение + растяденлз и скате + сжатие предварительная деформация практически не отрака-ется на положении точки деструкции. Однако, вид диаграммы меняется. Происходит поворот отреакоя прямых вокруг точки деструкции по часовой стрелке, причем чек, болыге степень деформации, тем меньше угол поворота, то ость вращение вдет с замедлением. Иначе обстоит дело, когда испытанию растяжением предшествует сочетание растяжения и сжатия. Для схемы растяжение + сжатие + растяжение с увеличением степени предварительной деформации напряжение и деформация деструкции несколько снижаются, зато при неизменной уровне l/<s относительное удлинение хотя и снижается, но не так интенсивно, как при деформировании одним только растяжением. Во втором случае (скагио т расгяяс-ние + растяжение) с увеличением степени предварительной ХПД напряжение деструкции несколько возрастает, зато относительное удлинение увеличивается дакз по сравнению .с отонкенным состоянием.Очевидно, что эффекты и увеличения, и частичного восстановления пластичности могут быть использованы для получения оптимального комплекса механических свопстз изделий.
Таким образом, процессы деструкции протекают в стали при всех способах воздействия на нее, во всех случаях их моа-но оценить количественно и влиять на"ход этих процессов.
В четвертой главе изучены закономерности микропластических деформаций, приводящих к деструкции. Исследование проводилось на плоских образцах из отошенной стали 30, на рабочей части которых била нанесена разметка, представляющая" собой пять параллельных линий, каадая из 'которых образована уколами пирамидки прибора ШТ-З, отстоящими друг отдруга на ■ 50 мкм. Расстояние между отпечатками замерялось пак непосредственно после разметки, так и после кэндого цикла деформирования, которых было всего пять. Для кэадой пары отпечатков определялась кикропластическая деформация. Длина всей разметки до деформации составляла б ми, то есть, на кавдой линии уместилось 120 отпечатков.
Показано, что иикропластические деформации распределены по длине образца равномерно, если растяяение осуществляется
до точки деструкции. Деформация не за точкой ^ приводит к обособлению зоны, в которой микропластические деформации значительно превосходят суммарную деформацию для гссго образца. При дальнейшей растяжении эта область сужается, а локальные деформации в несколько раз превосходят макроскопическую. Именно в этих локализованных участках л первую очередь и возникают микротрещины. Их можно разделить на две группы: хрупкие трещины в перлите, образующиеся у;::с при малых степенях пластической деформации (то есть меньше деформация деструкции), размеры которых ограничены размером перлитного зерна (I тип); трещины по границам зерен, возникающие в большом количестве и интенсивно развивающиеся при сти-пенях деформации, соответствующих точке деструкции (II тип). Измерение длины и ширины трещин по микрофотографиям выявило сигмаидалышй характер их роста и показало, что трещины II типа растут|гораэдо интенсивнее, чем первого. Характер распределения количества микротрещин.по длине образца такой же, как и для локальши деформаций.
Таким образом, процессы деструкции протекают в стали дане при малых степенях пластической деформации.
В работе предложен такие метод оценки количества таких трещин в материале.' Он основан на сочетании двух методов: оптической микроскопии (для определения длины и ширины трещин) и прецизионного измерения плотности, который используется для оценки изменения удельного объема материала за счет появления в нем микротрещин. Задавшись размером и формой трещины (мы принимаем ее за эллипсоид впащения, у которого две осп равны меаду собой, а третья существенно меньше первых двух), для кавдого конкретного случая по предложенной нами номограмме можно определить количество таких трещин в материале. Зтот подход позволяет использовать в расчетах на прочность такой параметр, как количество трещин.
В пятой главе исследуются закономерности изменения модуля упругости, внутреннего трения и сигналов акустической эмиссии"при развитии процессов деструкции в стали. Предлагаются такие методы определения точки деструкции, основанные на изученных закономерностях.
Разработана методика, позволяющая в отличии от стандартной, определять модуль упругости образцов с головками, меняющих размеры в процессе растяжения, а не только постоянного сечег.ия по всей длине. Для этого били изготовлены две партии модельных образцов: цилиндрические с разными длинами и диаметрами; образцы с головками с переменной длиной и переменным диаметром, размеры которых'определялись из условия сохранения объема при деформировании растяжением до точки Б на диаграмме деформации. Сопоставляя мекду собой собственные частотг ^(лзбаний образцов первого и второго типов, мы рассчитали поправочный коэффициент, который, будучи введенным в стандартную формулу, позволил учесть геометрический фактор.
Эта методика была использована для изучения партии образцов из стали 10 з отоетенноы состоянии, а такке деформированных до точки деструкции и за точкой деструкции с последующей стабилизирующей. обработкой. Показано, что на партии оток-кешшх образцов, а такке с предварительной малой повреаден-ностью (деформированы до точки .0 ) дефект модуля отрицательный. Это:связано с процессами деформационного старения, активно протекающими в малоуглеродистах сталях. Вывод о влиянии деформационного старения подтверждают за;.:еры микротвердости, которая возрастает после такой обработки.с ' НУ 150 для отожженного материала до ^^180. В то ае время, на образцах с большой 'повревденностыо (деформированы за точкой 1) ) дефект модуля положительный. Зто говорит о преобладании процессов деструкции над процессами старения и на этой партии возможно выявление точки деструкции предложенным методом. Таким образом, данную методику следуе! рекомендовать для изучения деструкции в материалах, не склонных к старения, или
уке накопивших значительную повреаденность.
Установлено такте, что для,тех степеней деформации, которые мокно реально получить для стали (степень деформации растя$ениец ограничивается при изучении деструкции точкой.В на диаграмме деформации) ни длина, ни диаметр образца не влияют на логарифмический декремент затухания, по которому рассчитывается внутреннее трение, то есть.разработки специальг ной методики не требуется.
На той же партии образцов из стали 10 показано, что мето-
дом измерения внутреннего трения Молено определить точку деструкции на всех трех группах образцов, причем im партии с большой предварительной повренденностью точка деструкции выявляется раньше, чем с малой, а с малой, соответст?<шю, раньпе, чем на отозяенных образцах. Бю означает, что положение точки деструкции зависит от степени предварительной деформации и свидетельствует о накоплении повреудойности дане при малых степенях предварительной деформации.
Таким образом, внутреннее топкие дивнее пр:. изучение деструкции, чем модуль упругости. ,
Метод измерения сигналов акустической эмиссии (АЭ) отрабатывался на образцах из стали 30 при деформации статичй-ским рас*ягениеи. Исследовалась как сталь с мелким зерном (зерно !£7), тан и с крупным (зерно 152). Выбранные информативные параметры (амплитуду, апмлитудное распределение и интенсивность) сигналов АЭ регистрировали в процессе непрерывного нагрукения,. Показано, что четко выраженные всплески интенсивности соответствуют появление в амплитудном спектре сигналов с амплитудой более 55 мкВ, что в нааем случае свидетельствует об образовании микротрецин ( методика НПО "Цашшостроитель"). Сопоставление максимумов на акустограшах со значениями характеристик деструкции, определенных по результатам механических испытаний показывает, что они очень близки. При этом метод АЭ, как метод физический, выявляот точку деструкции несколько рань-шз, а на стали с мелким зерном фиксируется "вторая точка деструкции, которой нет на деструкционной диаграмме, построенной классический способом.
Из анализа диаграмм амплитудного распределения сигналов A3 следует такке, что сигналы, связанные' с трещинами, пропадают после появления первой точки деструкции, и появляется вновь во второй. Это однозначно свидетельствует о том, что во второй точке деструкции начинается вторая стадия развития по-вревденносги материала.
Сопоставление всех трех рассмотренных физических методов показывает, что метод акустической эмиссии наиболее удобен и прост с точки зрения его промышленной реализации и, кроме того, позволяет надежно изучать кинетику деструкционных процессов в материале. , 1
t
Разработанная методика оценки сигналов АЭ била использована для изучения деструкционных свойств сталей 20 и 35 после закалки и отпуска. Гак как при растяжении образцов производилась запись диаграмм деформации, характеристики деструкции определялись и по результатам механических испытаний. Это позволило сопоставить классический метод исследования и предлагаемый в данной, работе и подтвердило совпадение полученных результатов. При этом, как правило, метод AS обнаруживает точки деструкции раньше, чей механический. Например, для стали 35 после отпуска на 120 °С .1880 ЫПа,
= 1720 11Па, = 0,6 е^ = 0,1 %. Для той Ее стали отпуск на 650 °С дает:. - 660 МПа, =
610 МПа, = 7,5 = 5,4 f. Соответственно,
для стали 20 при отпуске на 250 °С Sa,"" , = 1260 МПа,
За* = ИЗО Шв, 0,6 % , 0,2 % , а при
отпуске на 650 °С "" = 680 МПа, Sh*c = 650 МПа, = 5,8 f,, = 4Л %
Следует отметить, что вторая точка деструкции обнаруживается на обеих исследованных сталях только в отоикенном состоянии, причем и тем, и другим методом. После закалки и отпуска (даже высокого) ни акустическая эмиссия, ни механические испытания точку -ß;j HS выявляют.
В шестой главе приводятся примеры практического применения метода пластически-деструкционного анализа.
Весьма эффективным этот.метод является при разрабртке технологии упрочнения втулки иарнирно-болтового соединения шасси самолета. Для изделий, работающих на износ, весьма важ-нс-иметь не только высокую прочность, но и-запас пластичности,, характеризуемый отношением 0^./ (Tg, . Ны предлагаем способ упрочнения, состоящий в холодной пластической деформации растяжением,в пределах стадии деформационного упрочнения, а затем скатием, до остаточной деформации, соответствующей первой стадии деструкции при скатии. Из представленных в таб-' • лице I данных видно, что имелно этот вариант позволяет получить наилучшее сочетание механических свойств.
Для получения Еелаёкого эффекта на реальном изделии заготовка вырезается из холоднотянутой грубы, то есть в исход-
Таблица I
Й п/п Степень предварительной деформации, $ >в МП а ЦП а 1 ^ Г 1 ' 1 % ! |
I 1 0 ! О 540 365 ! 44 I зг 0,7
2 23 { 0 690 690 1'17 ! 42 1,0
3 23 ! 5 670 610 ! 20 | 44 0,9
4 23 } 12 600 «0 ; г? ! 4? 0,8
5 го и4 16 590 480 1 23 ; ад 0,8
ном материале реализуется первый этап упрочняющей обработки. Высота заготовки определяется степенью деформации при сжатии:
^ СЛ ' . ГД9
* - степень деформации сжатием tfк - высота заготовки после сжатия. •После этого она подвергается осадке на прессе в пределах мек-ду точками деструкции и при скатии, то есть реализуется второй этап упрочняющей обработки. Из полученной заготовки вытачивается-деталь.
Испытание партии втулок, изготовленных по нашей технологии на Куйбышевском авиационном зазоде показало, что они превосходят штатные изделия не менее, чем на 15 % по остаточной деформации.
Определение точки деструкции оказалось очень удобны:.! при контроле баллонов, нагружаемых внутренним давлением.Для того, чтобы судить об эксплуатационных свойствах такого изделия, не обязательно доводить его до разрушения, достаточно приложить те нагрузки, которые обеспечат выявление точки деструкции. Метод акустической эмиссии оказался очень удобным для этой цели. На исследуемое изделие через слой контактной смазки устанавливают преобразователь сигналов АЭ, подключенный к регистрирующей вкустико-эмиссионной аппаратуре, в которой сигналы АЭ усиливаотся за время, равное длительности
лроба, определяется максимальное значение напряжения электрического импульса усилительного тракта и через равные промежутки времени (время экспозиции) регистрируются распределения импульсов по амплитудам.
Изделие нагрукают с такой скоростью, чтобы в материале на всех стадиях нагрукения регистрировались сигналы АЭ. Необходимую скорость нагрукения (деформации) подбирают, эмпирически при проведении экспериментов. Эксперименты показали, что_ необходимая скорость деформации находится в пределах
В процессе нагрукения изделия с выбранной ско-; ... ггю в каждом амплитудном распределении определяют макси-•\,<,Л!.ную амплитуду импульсов. Количество импульсов в кавдом распределении достигает максимума на пределе текучести материала, далее оно уменьшается. В последующих амплитудных распределениях фиксируют кроме общего количества импульсов количество импульсов в диапазоне амплитуд от у;овня дискриминации до максимальной граничной амплитуды. Определяют в кавдом распределении отношение количества импульсов, зарегистрированных в указанном амплитудном диапазоне к общему количеству импульсов. До начала деструкции величина этого отношения равна единице, так как все импульсы имеют амплитуду нш;е максимальной граничной. Деструкция материала сопровождается излучением сигналов АЭ с более высокой амплитудой. В связи с этим за начало деструкции принимают момент, когда отношение количества импульсов с амплитудой в выбранном диапазоне к общему количеству импульсов становится меньше единицы.
Однако, в процессе внедрения методики на НПО "Иашино-стглитель" была выявлена корреляционная связь между точкой деструкции и сигналами АЭ, фиксируемыми в упругой области. Это позволило проводить не выборочный, а стопроцентный контроль изделий'
Таким образом, учет развития деструкционных процессов в материале при выборе рекиыов термической и деформационной обработки позволяет реализовать дополнительные структурные ' возможности материала и, тем самым, повысить его конструкционную прочность.
ОЕЩИЕ ВЫВОДЫ
I.Установлено, что химический состав, термическая обработка и холодная пластическая деформация оказывают существенное влияние на полокение точки деструкции и деструкционные характеристики механичеспих свойств конструкционной стали. 2Локазано, что на деструкционные и стандартные механические свойства существенно влияет циклическая деформация, осуществляемая' по схемам растяке'ние+сяатие и сжатие+растя-кение. Результат при этом во многом зависит от степени деформации по отношению к положению точек деструкции и ^ и от последовательности осуществления вида деформации. 3.Показано, что микропластические деформации могут в несколько раз превышать суммарную деформацию для всего образца и что именно в этих локализованных участках в первую очередь образуются микротрецины, то есть процессы.деструкции развиваются ча ранних стадиях пластической деформации.
Показано, что анализ зависимости дефекта модуля упругости от истинной деформации растяжением образца позволяет выявить точку деструкции & в материале с большой предварительной поврежденностья, в то время как обнаружить ее в сла"боповрен-деннсц материале мешают процессы деформационного старения, активно -протонащие э малоуглеродистой стали. Разработана методика, позволявшая рассчитать модуль нормальной упругости по собственной частоте колебаний для образца с головками, учитывающая изменение размеров при деформировании.
5.Установлено, что применение метода измерения логарифмического декремента затухания и расчета по. нему внутреннего трения позволяет выявить точку деструкции ^ , причем этот метод чувствителен к накоплению поврежденности.
6.Установлено, что метод акустической эмиссии позволяет фик-сировать-обе точки деструкции в стали как с мзлким, так и с крупным зерном, причем из трех изученных .методов он является наиболее надежный и технологичным. Внедрение полученных результатов на НПО "Машиностроитель" позволило проводить стопроцентный контроль сосудов, состоящий в нагрукении их внутренним давлением.
?.Показано, что путем проведения деформации в последовательности растяжение+с:хатие+р8стякение можно существенно повыелть
прочность металла, сохранив хорошую пластичность. При 'этом деформирование одноосным статическим растяжением производится до любой остаточной деформации, соответствующей стадии деформационного упрочнения, а сжатием - в пределах первой стадии деструкции. На предприятии авиационный завод г.Самара разработан технологический процесо изготовления втулки, основанный на этом методе.
Основные положения диссертации опубликованы в шести печатных работах.
1.Прусаков Б.А., Сурин А.И., Тронза Е.И. Влияние холодной пластической деформации на деструкцию углеродистой отали./ Межвузовский сборник научных трудов "Структура, механические и физические свойотва металлических материалов", Москва, МИП, 1987 г.
2.Прусаков Б.А., Сурин А.И., Тронза Е.И. Эффект повышения пластичности стали при пластическом деформировании. /Межвузовский сборник научных трудов "Структура,.механические и физические свойства металлических материалов", Москва, МИП, 1989г..
3.Прусаков Б.А., Асонов A.A., Сурин А.И.,. Тронза Е.И., Применение ЭВМ для изучения деструкции стали, деформированной растяжением и сжатием. /Меивузовский сборних научных трудов "Структура, механические и физические свойства металлических материалов"j Москва, МИП, 1989 г.
^.Прусаков Б,А., Сурин А.И.', Тронза Е.И. Методика определения деструкционных характеристик механических свойств металлических материалов. /Баводская лаборатория, 1Ш, 1991г.
5.'-эторское свидетельство СССР (£1553565, С 21 J> 7/00, 1989.
6.Разработка конструкционной стали с повышенным комплексом механических и деструкционных свойств для'изготовления изделий методами пластического деформирования. Отчет по.НИР. Номер госрегистрации 0I87000930I. Москва, МИЛ, 1989 г.
\ .
-
Похожие работы
- Научное обоснование и разработка технологии программной деформационно-термической обработки стальных изделий в условиях горячей объемной штамповки
- Разработка научных основ технологий, совмещающих деформацию и термическую обработку полуфабриката из конструкционных сталей, с использованием диффузионных превращений
- Исследование влияния температурного поля охлаждаемых изделий из конструкционных сталей на их строение и свойства после термообработки
- Особенности строения и свойства закаливаемых на мартенсит конструкционных азотсодержащих сталей после термомеханической обработки
- Разработка комплексной технологии снижения поврежденности конструкционных сталей путем пластической деформации и термической обработки
-
- Материаловедение (по отраслям)
- Машиноведение, системы приводов и детали машин
- Системы приводов
- Трение и износ в машинах
- Роботы, мехатроника и робототехнические системы
- Автоматы в машиностроении
- Автоматизация в машиностроении
- Технология машиностроения
- Технологии и машины обработки давлением
- Сварка, родственные процессы и технологии
- Методы контроля и диагностика в машиностроении
- Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)
- Машины и агрегаты пищевой промышленности
- Машины, агрегаты и процессы полиграфического производства
- Машины и агрегаты производства стройматериалов
- Теория механизмов и машин
- Экспериментальная механика машин
- Эргономика (по отраслям)
- Безопасность особосложных объектов (по отраслям)
- Организация производства (по отраслям)
- Стандартизация и управление качеством продукции